屏蔽电泵轴向力自动平衡装置的研宄马威邹立莉（大连市甘井子区虹港路79号，大连116033）1轴向力的产生屏蔽电泵不适合输送含有颗粒或纤维状杂质的介质。通常使用闭式叶轮，所以本文仅探讨闭式叶轮轴向力问题。

　　泵转子承受以下轴向力：（1）作用在叶轮上的水力，用对叶轮盖板上的压力（中的Fss和FDs）积分求得；（2）冲力pOT1（适用于径流叶轮出口）（3）立式泵中转子的重力。

　　如所示，叶轮产生的轴向力定义为：为了计算作用在叶轮的排出端和吸入端上的力，必须知道压力分布。在排出端上的压力由下式给定：Pds（R）=Pds―CDs2（R2*Res2）由此得出作用在排出端上的力为：一R上式也适用于吸入端（下标DS相应改为通常，叶轮排出端上的静压力Pds的增加与吸入端上压力Pss的增加不同。这种情况产生很大推向力。压力的分布P（R）取决于叶轮与泵壳之间介质的旋转，这可用系数C（C=（3/w，（3为介质的角速度，《为叶轮的角速度）表示，它取决于通过叶轮与泵壳之间空间的泄漏量及其方向。

　　2平衡装置因为轴向力的大小与泵送介质的特性有一定比例关系，所以用同一台泵输送不同的介质，产生的轴向力相差很多。可见在轴向力很大的泵中，用同一种型号的轴承平衡不同介质产生的轴向力是不可行的。的解决方法就是用水力自动平衡轴向力。按平衡部位划分有两种方法，一种是在电机部分平衡，另一种是在泵水力部分平衡。

　　流体机械造成轴向力的主要部件是叶轮（多级泵是叶轮组）所以好的解决办法就是在它产生的地方直接消除它。个可行办法是采用传统的平衡方法，在叶轮的后盖板上开平衡孔，或在盖板上增加背叶片。但这些办法只能对传统的离心泵起到良好的作用，因为传统的离心泵有滚动轴承，滚动轴承可以承担剩余轴向力。对于屏蔽电泵除了一些低比转速泵可以用这种方式平衡轴向力外，大多数泵用这种方式消除轴向力是远远不够的。下面介绍一种已经在实践中证实能够有效平衡轴向力的方法。

　　如所示，在叶轮后盖板处采用双口环结构，可以通过增大口环直径减小轴向力。

　　叶轮偏移至左端轴向力合成图如所示，位号1处为双口环，双口环的内圈和外圈是通向压力平衡室的节流装置，位号2为叶轮后盖板与其后面的部件形成的轴向间隙。

　　位号3为平衡孔，它是通向压力平衡腔的控制阀，转子轴向位置的改变将改变阀开启程度，换句话说，转子轴向位置的改变影响平衡孔被覆盖的面积，从而影响泄流泄压，例如当转子向左端（吸入口方向）偏移时，阀开启程度加大，平衡孔过流量加大，平衡腔压力降低，作用在叶轮后盖板上的压力减小，而叶轮前盖板处的压力不变，这时形成一个向右的合力，使转子返回平衡位置；在相反条件下，转子向右（电机方向）偏移，阀开启程度减小，平衡腔的压力升高，而叶轮前盖板上的压力仍然不变，叶轮处产生一个向左（入口端）的合九削弱转子的偏移趋势。

　　理论上这是一个简单易行的方法，但水力学的计算通常包含很多假设和不稳定因素，致使计算结果与实践结果有一定差异。这个平衡过程包含很多不确定因素，完全依赖计算显然是行不通的。我们借鉴已有的经验，以试验为依据修改了国产的普通离心泵叶轮，使之在轴向力平衡方面更适合屏蔽电泵的特点。以下对标准水力模型65―315泵进行分析：依据经验初步确定双口环外圈直径为260mm内圈直径为235mm我们通过试验得到了如所示的轴向位置与力的关系曲线。

　　指向电机端的力达到大；此时达到平衡状态；=2mm，此时指向入口端的力达到大。

　　众所周知，位置的测量更简单直观，所以我们通过监测轴向位置来确定轴向力平衡情况。在轴的末端即电机端连接轴向力检测仪，使泵在佳效率点工作，调整轴向力检测仪，使转子在轴向左右窜动，当向左或向右都需要很大的力时，测由可知量Sh值。大量的试验证明，Sh在0.时，转子能够获得较好的平衡效果，这时滑动轴承与推力盘不接触，轴承无磨损。Sh值即代表了阀的开启程度，同时也是直接影响着作用在叶轮上的合力的大小和方向。为了增加通用性，减少库存，我们将试验结果归档，使相同名义直径的叶轮双口环直径尽量相同，在叶轮入口不同的情况下，通过调整平衡孔过流面积改变阀开启程度，实现平衡。当然更多的时候泵并不是在佳流量点工作，这时转子的平衡位置就会有所偏移，这种偏移一定要被重视，因为当Sh过大时，阀的作用就会削弱，同时会使滑动轴承与推力盘接触，使推力盘承担剩余轴向力而磨损，这在设计中是非预期工况，是不允许的；当Sh过小时，叶轮的后盖板会与其它零部件接触造成振动和噪声，严重时可造成整个泵装置的失效。如所示。

　　是标准水力模型65―315泵在不同流量的情况下轴向平衡位置偏移情况。从图中我们可以看出，流量增大，Sh值减小，阀开启程度减小；流量减小，Sh值增大，阀开启程度增大。这说明阀的开启程度与流量成反比例关系。当泵在40m3/h工作时，平衡孔面积为678mm2；当泵在80m3/h工作时，平衡孔面积为382mm2.有了这一理论基础，我们可以通过增大或减小平衡孔过流面积的方式控制阀的开度，将流量变化对平衡位置的影响减到小，使叶轮平衡在设计预期的平衡位置，这一调整过程可与泵的性能试验同步完成。

　　3结论（）上述平衡方式是依靠水力自动平衡轴向力，把轴承解放出来，使之只在泵启动的瞬间承担轴向力，当泵达到正常工作点以后，推力盘与轴承不接触，从根本上解决了轴承磨损的问题。到目前为止，检修反馈信息与预期效果完全相同，除去启动瞬间的磨损因素，推力盘为零磨损。

　　（2）在平衡条件下，转子能自动地调整阀的开度Sh.与其它平衡装置相比，这种方法不但简捷，而且它在整个特性曲线范围内都有很高的稳定性。

　　连市甘井子区虹港路79号。

　　（上接第27页）向运动，用径向速度的大小来描述钻头旋转对液流运动的影响效果是一个比较好的定量描述方法11.给出了射流径向速度沿空间高度上的分布。由图可见，射流离开喷嘴后，径向速度逐渐增大，表现出卷吸特性，然后逐渐减小至某一固定高度发生转折，在这一段距离内形成涡区，此后随着速度增力卩，径向水力能量加强，冲洗携带能力增大形成漫流层。计算表明，在同一固壁条件下，所计算的范围内，漫流层的厚度基本不受射流方式的影响，且约为总射程的1/5~1/4.但多股射流的相互冲击能削弱漫流层的厚度，由流场的速度等值线图（）可明显看出此特点。

　　3结论为高速射流区、冲击区、漫流区、倒流区、旋涡区与多股射流干扰区。

　　（2）揭示了流场的形成过程及成因。

　　（3）流场空间内固壁形状对非自由淹没射流轴心速度衰速规律影响不大。

　　（4）射流方式对漫流层厚度影响不大，但多股射流的相互干扰削减了漫流层的厚度。

　　（5）改善射流流场的重点应削弱或破坏涡区。